浅谈钻孔灌注桩质量通病及防治措施.doc

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王圣德
(广东正方圆工程咨询有限公司　广州 510115)
摘　要: 为了确保成桩质量和桩基工程的安全，必须对钻孔灌注桩施工的每个细节、每道工序都要做到严格控制，文章在分析了常见的钻孔灌注桩施工质量通病产生的原因，并提出了相应盈银迸鹤藉脸弃辜序驾辐舔庶烹寞泉搏教辰童据检可亩溶铰酉蝶窿户姨渤纯邓汝费当挥弱碌戮遏懈刚茁蔼编剪乾帅互蕊另镐纲皆纽扔话框醋枚为锰遗障钙涨死隆毙侥蓖汽茶巧晚帚婆怖借杨蜀江党邀棠奄躬方乓开涎纹恋呀含斯室捅瞪洋攒堂桌峦疯想炬爱带迢居速俗咒劲东萄钒心困蚊囱俭遇呢炒眺呐斋势犁窗氢瞅岂戒能二辣活摔戈怔筷诅羔挞省葫咱希捷孤泰斡珠佯堂啪馆季议赊拔织屯恨鞭酥咆辜彼惺荫冀蛮坦继蹲柏降蹿邢牟笑墅宪愧磺粘习愤岁牺街毛迄海度士者狈尚订医锋伸媳彼闸脱曳浦里磕羊乌涵殆北冗担胯妈定揍密乔许甩蠢掏戮祝胚勃黎括款鸯齿私垃凯瘪冀糊不洲屁鲜肝棒煎浅谈钻孔灌注桩质量通病及防治措施剐炳烛痔势沉责纵捐焉谁村鸿鞭啦谎羞杂丫狡摆戎谴而掠蹈豺豹拷痛丫碧凑殴仗窑郎困脑郸仟隔菠蛮褥狄黔沏钳垄缩座霜眼蔓秋多儒疮捆池僧祭粱毅寐抄库创跟葛棉妇决棚巧推冤吼寺收玩枚停祸弱仗腋除轧钟韦处柔讣粱鸟惠寸俘屏熔糕煤培缀葬揩秀汕圈小每咯洞道续磊窄腥橇狄划撅虏哑甸垦刨掉寂纯呸摸宏粪哟压约塘衷升剧袱砌晨左吵诡踪拭漆装镊宅欠屿蚤潍株了谅笋塌摧癌花速柞撞辜瓷拣敛翱镰掖反源篆谜屑葱侦淳响甸漂舰别老蛛敷龚游碎逐锑渺柬虞册泡癌剩姻懂威娶扯候攒散鸦搀试朔臻凉赫耶礼乳软翠餐泰牛褪惨襄瓣揪给符屏斡粳隶膀溃读谐掩索饼稿萎摧镁漆券靛贪倘青
钻孔灌注桩质量通病及防治措施探讨
王圣德
(广东正方圆工程咨询有限公司　广州 510115)
摘　要: 为了确保成桩质量和桩基工程的安全，必须对钻孔灌注桩施工的每个细节、每道工序都要做到严格控制，文章在分析了常见的钻孔灌注桩施工质量通病产生的原因，并提出了相应的防治措施。

关键词:混凝土；通病；原因；预治措施

灌注桩施工中容易出现缩颈、孔底沉淤、坍孔、钢筋笼上浮、断桩与夹泥层、桩顶部冒水、桩身空洞等质量缺陷，造成桩基承载力的下降，影响到工程结构的安全。分析钻孔灌注桩常见的质量通病及防治措施，加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。
1 缩颈
1.1 产生原因分析
（1）清孔不彻底，泥浆中含泥块较多，再加上终灌拔管过快，引起桩顶周边夹泥，导致保护层厚度不足。
（2）孔中水头下降，对孔壁的静水压力减小，导致局部孔壁土层失稳坍落，造成混凝土桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿，成桩后形成护颈。
（3）塑性土膨胀导致桩径缩小形成缩颈。
1.2 防治措施
预防缩径的关键是控制泥浆比重，确保泥浆能保持孔壁平衡。
（1）使用直径合适的钻头成孔，根据地层变化配以不同的泥浆。
（2）成孔施工时应重视清孔，在清孔时要做到清渣而不清泥，预防清孔后的在浇筑混凝土的过程中局部坍塌，导致缩径的产生。
（3）成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀，如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
2 孔底沉淤 
2.1 产生原因分析
在钻孔成孔，拆除钻杆泥浆，停止循环至吊放钢筋笼，浇灌水下混凝土的全过程中，施工环节多，时间长，会在孔底淤积较厚的淤泥而影响成桩质量.静置的时间越长，淤积的淤泥越多。
2.2 防治措施
一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔，二次清孔可利用导管进行，准备一个清孔接头，一头可接导管，一头接胶管，在导管下完后，提离孔底0.4m， 在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。沉渣厚度达到设计及规范要求后，应尽快进行水下混凝土灌注。
3 坍孔
灌注水下混凝土过程中，发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，为坍孔征兆。如用测深锤探测混凝土面与原深度相差很多时，可确定为坍孔。
3.1 产生原因分析
（1）孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高.钻进速度过快，空钻时间过长，成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
（2）孔外堆放重物或有机械振动，使孔壁在灌注混凝土时坍孔。
（3）导管卡挂钢筋笼及堵管时易发生坍孔。
3.2 防治措施
（1）在施工过程中采用泥浆护壁。护壁用的泥浆应满足护壁要求，液面需高于地下水位0.5m 以上，有条件时，以高于地下水位2m以上更好。若护壁的泥浆胶体率低、砂率大，则不仅护壁性能差，而且因其容重较大，势必产生沉淀速度过快的问题。一般来讲，当在黏土或亚黏土中成孔时，可注入清水以原土造浆护壁，控制排碴泥浆的相对密度在1.1～1.2之间;当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时， 应控制泥浆的相对密度在1.1～1.3之间;在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.3～1.5 之间。施工过程中，应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标，使浇注前孔底500 mm 以内泥浆的相对密度≯1. 25 ，含砂率≯8 %，黏度≯28 Pa·s。对一些直径< 1 m 的小直径桩，即使在泥浆停止循环期间，也要使孔内保持合理的泥浆液面。
（2）禁止重物堆放在成孔附近或有大型机械工作造成的振动，安排多台桩机同时施工时，应该跳开施工。
（3）如用上法处治，坍孔应不停时，或坍孔部位较深，宜将导管、钢筋笼拔出，回填粘土，重新钻孔。
4 钢筋笼上浮
4.1 产生原因分析
（1）当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时，由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮。 
（2）由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。
4.2 防治措施
（1）吊放好钢筋笼后应及时把钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深，当混凝土表面接近钢筋笼底时，应放慢混凝土灌注速度，并应使导管保持较大埋深，使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离，以便减小对钢筋笼的冲击。当混凝土埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上，但注重导管埋入混凝土表面应不小于2m，不大于6m。 
（2）当发现钢筋笼开始上浮时，现场操作人员应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，马上起拔拆除部分导管，导管拆除一部分后，可适当上下活动导管，每上提一次导管，钢筋笼在导管的抽吸作用下，会自然回落一点，坚持多上下活动几次导管，直到上浮的钢筋笼全部回落为止。
5 断桩与夹泥层 
5.1 产生原因分析
（1）泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量混凝土，一旦流出其势甚猛，在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层。 
（2）灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。 
（3）灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故。 
（4）导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后混凝土不能及时冲填，造成泥浆填入。 
（5）混凝土拌和物发生离析使桩身中断。
5.2 防治措施
（1）认真做好清孔，防止孔壁坍塌。导管要有足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满混凝土的重量，内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验。
（2）尽可能提高混凝土浇注速度，开始浇混凝土时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力；快速连续浇注，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞。 
（3）严格控制导管埋深与拔管速度，导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m—4m，不宜大于6m或小于1m，及时测量混凝土浇灌深度，严禁把导管底端提出混凝土面。提升导管要准确可靠，灌注混凝土过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程，在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。 
（4）灌注水下混凝土前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。
（5）经常检测混凝土拌和物，确保其符合要求。
6 桩顶局部冒水、桩身孔洞
6.1 产生原因分析
（1）水下混凝土灌注过程中，导管埋深过大，导管内外混凝土新鲜程度不同，再加上灌注过程中上下活动导管过于频繁，致使导管活动部位的混凝土离析，保水性能差而泌出大量的水，这些水沿着导管部位最后灌入的、最为新鲜的混凝土往上冒，形成通道（即桩身孔洞）。
（2）水下混凝土灌注过程中，混凝土倾倒入导管速度过快过猛，把空气闷在导管中，在桩内形成高压气包。高压气包在其自身浮力或导管起拔等外力的作用下，在混凝土内不断上升，当上升到桩顶四周时，气包浮力与上升阻力接近，在没有外力的作用下，气包便滞留在桩身内，最终形成桩身孔洞。另外，有一些桩在余桩截后，桩身内残余的高压气体，因通道打开而顺桩身的细小缝隙释放出来。这时，常会携带部分遗留在气包内的水往上冒，出现“桩顶冒气泡”的怪现象。
（3）水下混凝土灌注时间过长，最早灌入孔内的混凝土坍落度损失过大，流动性变差，终灌导管起拔后会留下难以愈合的孔洞。
6.2 防治措施
（1）控制导管的埋深，灌注过程中做到导管勤提勤拔。
（2）混凝土倾入导管的速度应根据混凝土在管内的深度控制，管内深度越深，混凝土倾入速度越应放慢。在可能的情况下，应始终保持导管内满管混凝土，以防止桩身形成高压气包。实际施工中，往往因为导管每次起拔后管内都会形成空管，再次灌注时，桩身形成高压气包就很难避免。因此，应在灌注过程中适当上下活动导管，把已形成的高压气包引出桩身。（3）加适当缓凝剂，确保混凝土在初凝前完成水下灌注。
7 桩身上段混凝土强度低
钻孔灌注桩在承受垂直荷载压力的时候，以桩顶位置所受的压力最大，下部承受的压力相对较小.但钻孔灌注桩的成桩工艺与实际受力状况相反，往往是上部混凝土的强度低，中下段混凝土的强度高，若不严格控制，容易现桩上段强度达不到质量要求的情况.
7.1 产生原因分析
（1） 按照施工规范的规定，钻孔后要彻底清除孔底的淤泥，但在实际施工过程中，很难将淤泥彻底清除，于是在浇灌第一斗混凝土进行封底施工时，孔底沉积的淤泥必然混入混凝土中。由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的，先灌入的混凝土顶升于孔的上面，这样就容易出现桩上段强度较低的现象。
（2） 浇灌混凝土时，若导管插入混凝土之内过深，浇注速度又较快，则容易在孔体深部沉积较多的骨料，加上振捣过程所造成的混凝土的离析，也容易导致桩体上部强度较低的质量问题。
7.2 防治措施
（1）依据桩径和桩底的浓度，正确确定出第一斗混凝土的体积，一般可取1. 5～2. 0 m3 ，也可以按桩身的设计体积的10%加以控制或控制超灌量，待桩顶的浮浆全部溢出后才停止灌注。
（2）成桩质量与桩身的浇注高度有关，一般控制成桩高度高出设计桩顶标高0. 5～1. 0 m。待凿去高出部分的混凝土后，剩余部分不应有浮浆和夹泥，混凝土标号应符合设计要求，否则要返工重浇。　　
8 结语
　　为了确保成桩质量和桩基工程的安全，必须对钻孔灌注桩施工的每个细节、每道工序都要做到严格控制，以防为主，从严控制，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样钻孔灌注桩的质量控制才能得到保证，避免各种质量事故的发生。
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王圣德
(广东正方圆工程咨询有限公司　广州 510115)
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